'

&

$

%

PODSTAWY TELEWIZJI

Podstawowe procesy w torze telewizyjnym

dr in˙z. A. Buchowicz

Instytut Radioelektroniki PW

1

'

&

$

%

System telewizyjny

TV kolor

TV mono

-

-

S(r, φ, ψ, λ, t)

S(r, φ, ψ, λ, t)

-

-

-

-

Y (x, y, t)

R(x, y, t)

G(x, y, t)

B(x, y, t)

2

'

&

$

%

Parametry systemu telewizyjnego

• kszta lt i rozmiary obrazu

• spos´ob wybierania (adresowania) obrazu

• liczba linii analizy/syntezy obrazu

• cz

,

estotliwo´s´

c powtarzania obraz´

ow

• zakres i liniowo´s´c odtwarzania luminancji

• zakres i wierno´s´c odtwarzania barw

3

'

&

$

%

Wielowymiarowe sygna ly ci

,

ag le

• ci

,

ag lym, deterministycznym, n-wymiarowym sygna lem nazywana b

,

edzie

dowolna funkcja f (x) : R

n

→ R przyporz

,

adkowywuj

,

aca ka˙zdemu punk-

towi x = (x

1

, x

2

, . . . , x

n

) przestrzeni R

n

warto´s´

c sygna lu f (x) w tym

punkcie

• transformata Fouriera przyporz

,

adkowywuje wzajemnie jednoznacznie sy-

gna lowi f (x) funkcj

,

e F (Ω) nazywan

,

a widmem sygna lu f (x).

F (Ω)

=

Z

R

n

f (x) exp −jΩ

T

x

dx

f (x)

=



1

2π



n

Z

R

n

F (Ω) exp jΩ

T

x

dΩ

4

'

&

$

%

Wielowymiarowe sygna ly dyskretne

• dyskretnym, deterministycznym, n-wymiarowym sygna lem nazywana

b

,

edzie dowolna funkcja f [x] : Z

n

→ R przyporz

,

adkowuj

,

aca ka˙zdemu

punktowi x = [x

1

, x

2

, . . . , x

n

] przestrzeni Z

n

warto´s´

c sygna lu f [x] w

tym punkcie

• transformata Fouriera i transformata odwrotna sygna lu dyskretnego

f [x]:

F e

jω

=

X

x

f [x] exp −jω

T

x

f [x]

=



1

2π



n

Z

[−π...π]

n

F (exp (jω)) exp jω

T

x

dω

5

'

&

$

%

Pr´

obkowanie sygna l´

ow wielowymiarowych

C/D

-

f(x)

-

f[n]

f [i] = f (Vi)

6

'

&

$

%

Pr´

obkowanie ortogonalne

-

v

1

6

v

2

-



T

1

6

?

T

2

V = |v

1

v

2

| =









T

1

0

0

T

2









7

'

&

$

%

Pr´

obkowanie heksagonalne

U

v

2



v

1

-



T

1

6

?

T

2

V = |v

1

v

2

| =









T

1

/2

T

1

/2

T

2

−T

2









8

'

&

$

%

Widmo sygna lu spr´

obkowanego

f [i]

=

f (Vi) =



1

2π



n

Z

∞

−∞

F (Ω) exp jΩ

T

Vi

dΩ

ω

=

V

T

Ω

f [i]

=



1

2π



n

Z

∞

−∞

1

| det V|

F



V

T −1

ω



exp jω

T

i

dω

ω

=

ω

0

− 2kπ

ω

0

∈ [−π . . . π]

n

k ∈ Z

n

f [i]

=



1

2π



n

X

k

Z

[−π...π]

n

1

| det V|

F



V

T −1

(ω

0

− 2kπ)



·

·

exp jω

0T

i

exp (−j2kπ) dω

0

9

'

&

$

%

f [i] =



1

2π



n

Z

π

−π

"

X

k

1

| det V|

F



V

T −1

(ω − 2kπ)



#

exp jω

T

i

dω

F e

jω

=

1

| det V|

X

k

F



V

T −1

(ω − 2kπ)



=

1

| det V|

X

k

F



Ω − 2V

T −1

kπ



10

'

&

$

%

Pr´

obkowanie ortogonalne

V =









T

1

0

0

T

2









V

T

−1

=









1/T

1

0

0

1/T

2









det V = T

1

T

2

6

Ω

1

-

Ω

2

Ω

2

Ω

1

6

-

F e

jω

=

1

T

1

T

2

X

k

1

X

k

2

F



Ω

1

−

2k

1

π

T

1

, Ω

2

−

2k

2

π

T

2



11

'

&

$

%

Pr´

obkowanie heksagonalne

V =









T

1

2

T

1

2

T

2

−T

2









V

T

−1

=









1

T

1

1

T

1

1

2T

2

−1

2T

2









det V = −T

1

T

2

6

Ω

1

-

Ω

2

Ω

2

Ω

1

6

-

F e

jω

=

1

T

1

T

2

X

k

1

X

k

2

F



Ω

1

−

2k

1

π

T

1

−

2k

2

π

T

1

, Ω

2

−

k

1

π

T

2

+

k

2

π

T

2



12

'

&

$

%

Pr´

obkowanie nieidealne

• pr´obkowanie sygna lu f(x) impulsami o kszta lcie opisanym funkcj

,

a h

s

(x)

jest r´

ownowa˙zne idealnemu pr´

obkowaniu splotu funkcji f (x) i h

s

(x)

f

h

[i] = (f (x) ∗ h

s

(x)) · δ(x − Vi)

tzn. pr´

obkowaniu sygna lu f (x) przetworzonego przez filtr liniowy o od-

powiedzi impulsowej h

s

(x).

• widmo sygna lu pr´obkowanego nieidealnie zostaje przemno˙zone przez cha-

rakterystyk

,

e cz

,

estotliwo´sciow

,

a H

s

(Ω) tego filtru

H

s

(Ω) =

Z

R

n

h

s

(x)exp(−jΩ

T

x)dx

13

'

&

$

%

Rozdzielczo´

s´

c

• pionowa - liczba poziomych pas´ow czarnych i bia lych odtwarzanych na

ca lej wysoko´sci ekranu

N

V

= k

1

Z

ef

k

1

= 0.42 . . . 0.85 (0.7)

• pozioma - liczba pionowych pas´ow czarnych i bia lych odtwarzanych na

odcinku poziomym r´

ownym wysoko´sci ekranu

N

H

= f

M AX

2 · t

H

A

F

• ca lkowita

N = N

V

N

H

F

• funkcja przenoszenia modulacji (Modulation Transfer Function)

M T F (ν) =

M

out

(ν)

M

in

(ν)

14